面向管理的大型文物遗址三维数字化系统构建

２０１５年１０月　地理空间信息　０ｃｔ．．２０１５　第１３卷第５期　（　Ｅ（）ＳＩ　Ａ　ｎ　ＡｌＪ　ＩＮＦＯＲ　ＭＡＴ１０Ｎ　Ｖｏ１．１３．ＮＯ．５　ｄｏｉ：ｊｆ》３９　９／｛ｌ　ｆ；．ｊ６７２—４６２３　２ｆ）ｉ　５ｆ）５　０１ｆ　面向管理的大型文物遗址三维数字化系统构建　韦清螈　，尚晓娟　，张　帆　，黄先锋　，曾祥忠。　（１．广西地图院，广西南宁５３００２３；２．武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室，湖北武汉４３００７９；　３．桂林市靖江王陵文物管理处，广西桂林５４１００４）　摘要：以大型文物遗址为研究对象，通过构建三维数字化系统，实现大遗址场景中不同类型文物的高精度数字化存档、高真　实感展示和高效查询等管理功能，并以靖江王陵大陵墓遗址为例，开发一套靖江王陵三维数字化系统，为我国其他大型文物遗　址的数字化管理、科学考古、三维展示、文化宣传等服务建立示范应用。　关键词：大遗址；三维数字化系统；多源数据融合　中图分类号：Ｐ２０８　文献标志码：Ｂ　文章编号：１　６７２—４６２３（２０　ｌ　５）０５—００２９一（）３　大遗址是具有规模宏大、价值重大、影响深远特　１．１数据采集　点的大型聚落、城址、宫室、陵寝墓葬等遗址、遗址　１）地形地貌数据采集。无人机航测具备灵活性强、　群及文化景观，是我国文化遗产的重要组成部分，是　分辨率高和低成本等显著特点，可在地面控制测量的　中华民族伟大历史的重要见证ｌ１０】。然而，随着我国经　基础上保证精度＿４ｌ。因此，本文利用无人机低空航摄　济建设的发展，在许多地方以经济建设为重以及城镇　获取靖江王陵文物遗址区域的地形地貌数据。　化进程加快的情况下，大遗址保护工作的压力日益严　２）点云数据采集。针对靖江王陵文物场景的复杂　峻．如遗址区民众生产、生活对遗址造成的破坏，遗　性，需要利用不同尺度、不同参数、不同扫描性能的　址区乱建乱搭、违章建筑对遗址的占用，无度的旅游　地面三维激光扫描仪采集文物单体和建筑遗址的点云　业开发对遗址环境的影响等，导致大遗址正面临着濒　数据。　临损毁或消失的威胁。　３）纹理数据采集。利用高分辨率数码相机对文物　通过构建大遗址文物三维数字化系统，可以实现　遗址内的纹理丰富区域如古建筑、石刻等进行高分辨　大遗址场景中不同文物类型的高精度三维建模、高　率纹理数据采集工作，获取文物对象表面的高分辨率　保真度纹理重建和高真实感实时渲染功能，为大遗　纹理信息。　址文物的高精度数字化存档、高真实感展示和高效　１．２数据处理　查询等管理工作提供应用支持。因此，本文以大陵　获取陵墓遗址场景的无人机航飞影像、激光点云　墓遗址靖江王陵为例，通过构建靖江王陵三维数字　数据和纹理影像后，可以通过多源数据融合，获得大　化系统，为我国大型文物遗址的数字化保护提供示　遗址文物区域的整体三维模型，主要的数据处理内容　范应用。　包括：　１数据来源与处理　１）对于无人机获取的航空影像，先整体进行光束　法区域网平差，解算高精度的航片外方位元素，然后　靖江王陵大陵墓遗址ｌ３　位于广西省桂林市区七星　利用航空测图方法，生产高精度的ＤＥＭ和高分辨率的　区东郊尧山西南麓，遗址区域南北长１５　ｋｍ，东西宽　ＤＯＭ产品，作为大遗址整体建模的基础框架。　７　ｋｍ，占地面积约１００　ｋｍ２，是现存规模最大、保存最　２）在获取文物对象和建筑遗址的激光点云数据时，　为完整的明代藩王墓群。然而，在人类活动和环境变　由于遮挡或者视场角有限等问题，需要架设多站进行　化的影响下，靖江王陵文物正面临着加速破坏的危险。　扫描．从而获取多站点云数据。需要对多站点云数据　２０１１年，广西壮族自治区地图院和武汉大学合作对靖　进行配准拼接，获得文物对象和建筑遗址的整体点云　江王陵文化遗产进行数字化保护，并构建靖江王陵三　数据　Ｉ。然后，对配准后的整体离散点云进行三角化，　维数字化系统，为靖江王陵文物数字化永久保存提供　构成稳定的、保留结构曲率特征的三角网模型，即对　技术支持。　文物遗址进行三维几何建模ｌ６ｌ。　收稿日期：２（）｝５—０７—２７　项目来源：闫家重点　础研究发腱汁划璇助项Ｈ（２０１】ＣＢ７０７００Ｉ）；洲ｒ１匕肯科技史撑讨　划资助项目（２０１４ＢＡＡｌ４８）　尖＿高校丛小科研　、　务费　项　资Ｉ｛ＪＪ项¨（２０４２０１５ＫＦ１０１　３）